(57)【要約】【課題】  電子透かし情報をキャリア信号の各種の帯域に埋め込んで伝送する場合において、埋め込み先である帯域にとって適切な態様で電子透かし情報を示すシンボルを埋め込む。【解決手段】  帯域分割部１１０は、キャリア信号ｘｐ（ｎ）を複数の帯域キャリア信号に分割する。埋め込み部１２０−０等は、帯域キャリア信号Ｘ（ω０0）等を埋め込み先帯域キャリア信号とし、この埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に変調信号生成部１４０が出力する変調信号を用いた変調を施す。帯域合成部１３０は、変調処理を経た埋め込み先帯域キャリア信号と帯域分割部１１０が出力する他の帯域キャリア信号とを合成して出力する。変調信号生成部１４０は、各種の埋め込み先帯域キャリア信号に適用する変調信号として、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に依存した周波数または振幅を持った変調信号を出力する。【選択図】図１
2010039439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込むべき各シンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた振幅または周波数を有する各変調信号を各々出力する変調信号生成手段と、
前記各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に対して、前記変調信号生成手段によって出力された当該埋め込み先帯域キャリア信号に対応した変調信号による変調を施す埋め込み手段と、
前記埋め込み手段による処理を経た後の埋め込み先帯域キャリア信号と前記帯域分割手段が出力する前記埋め込み先帯域キャリア信号以外の帯域キャリア信号とを合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置。
【請求項２】
前記各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分のエネルギーを検出するエネルギー検出手段を具備し、
前記変調信号生成手段は、各埋め込み先帯域キャリア信号を帯域によりグループ分けした各グループ間において、低域成分のエネルギーが相対的に大きなグループ程、変調強度が小さくなるように、前記埋め込み先帯域キャリア信号の各グループに適用する変調信号の変調強度を前記エネルギー検出手段によって検出される埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分のエネルギーに基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし情報の埋め込み装置。
【請求項３】
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号から各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を算出し、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の列の各部と、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれている可能性のある各種のシンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた周波数を有する各変調信号との相互相関を算出し、この相互相関の算出結果に基づいて、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報のシンボルを判定する抽出手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置。
【請求項４】
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込むべき各シンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた振幅または周波数を有する各変調信号を各々出力する変調信号生成過程と、
前記各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に対して、前記変調信号生成過程において出力された当該埋め込み先帯域キャリア信号に対応した変調信号による変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程による処理を経た後の埋め込み先帯域キャリア信号と前記帯域分割過程において出力された前記埋め込み先帯域キャリア信号以外の帯域キャリア信号とを合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方法。
【請求項５】
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号から各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を算出し、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の列の各部と、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれている可能性のある各種のシンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた周波数を有する各変調信号との相互相関を算出し、この相互相関の算出結果に基づいて、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報のシンボルを判定する抽出過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出方法。
【請求項６】
コンピュータに、
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込むべき各シンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた振幅または周波数を有する各変調信号を各々出力する変調信号生成過程と、
前記各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に対して、前記変調信号生成過程において出力された当該埋め込み先帯域キャリア信号に対応した変調信号による変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程による処理を経た後の埋め込み先帯域キャリア信号と前記帯域分割過程において出力された前記埋め込み先帯域キャリア信号以外の帯域キャリア信号とを合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号から各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を算出し、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の列の各部と、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれている可能性のある各種のシンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた周波数を有する各変調信号との相互相関を算出し、この相互相関の算出結果に基づいて、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報のシンボルを判定する抽出過程と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子透かし情報の埋め込み技術に係り、特に空気中を伝播する音響信号への電子透かし情報の埋め込みおよび音響信号に埋め込まれた電子透かし情報の抽出に好適な方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽等のオーディオ信号を電子透かし情報の担い手であるキャリア信号とし、このキャリア信号の一部の帯域の成分に電子透かし情報を埋め込む技術が各種提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。特許文献１や特許文献２等の埋め込み技術によれば、例えば電子透かし情報の埋め込まれたオーディオ信号の圧縮符号化データが復号化されて音として再生され、この音をマイクにより収音することにより得られるオーディオ信号が録音されて伝播する過程においても、録音されたオーディオ信号に電子透かし情報を留めておくことができる。従って、この埋め込み技術は、圧縮符号化データに電子透かし情報を埋め込む技術に比べて、幅広い用途に使用することができる。
【特許文献１】特許第３６５９３２１号
【特許文献２】特開２００６−２５１６７６号公報
【特許文献３】特表２００７−５３５６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、キャリア信号の一部の帯域に電子透かし情報を埋め込んで伝送する場合において、電子透かし情報を示すシンボル列をキャリア信号の複数の帯域に分散させて埋め込む場合や、電子透かし情報の埋め込みを行う帯域を状況に応じて切り換える場合がある。ここで、シンボルの埋め込まれたキャリア信号の伝送過程においてシンボルの外乱に対する頑健性は帯域間で一様ではない。また、キャリア信号の一部の帯域に電子透かし情報を示すシンボル列に応じた変調を施す際、その変調の強度によっては、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を生成する信号処理系に弊害をもたらす場合がある。具体的には、信号処理系がいわゆる完全再構成条件を満たさなくなり、イメージング成分を多く含んだキャリア信号が生成される可能性があるのである。ここで、完全再構成条件とは、サブバンド符号化等に関する多くの文献において知られているように、キャリア信号を例えば分析フィルタバック等により複数の帯域キャリア信号に帯域分割し、その後、複数の帯域キャリア信号を例えば合成フィルタバンク等により帯域合成する信号処理系において、帯域分割の過程において帯域キャリア信号内に発生したイメージング成分を帯域合成の過程においてキャンセルし、元のキャリア信号を完全に再現するために信号処理系が満たすべき条件である。電子透かし情報の埋め込みを行う装置では、帯域分割により得られた一部の信号に電子透かし情報を示すシンボル列に応じた変調を施すため、その変調の強度如何によっては、埋め込み装置の信号処理系が完全再構成条件を満たさなくなり、イメージング成分の残存したキャリア信号が発生する可能性がある。そして、どの程度の強度での変調を行うと、埋め込み装置の信号処理系が完全再構成条件を満たさなくなるかも埋め込み先の帯域により異なる。
【０００４】
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、電子透かし情報をキャリア信号の各種の帯域に埋め込んで伝送する場合において、埋め込み先である帯域にとって適切な態様で電子透かし情報を示すシンボルを埋め込み、電子透かし情報の埋め込みによる弊害の発生を防止し、かつ、埋め込まれた電子透かし情報の頑健性をも高めることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込むべき各シンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた振幅または周波数を有する各変調信号を各々出力する変調信号生成手段と、前記各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に対して、前記変調信号生成手段によって出力された当該埋め込み先帯域キャリア信号に対応した変調信号による変調を施す埋め込み手段と、前記埋め込み手段による処理を経た後の埋め込み先帯域キャリア信号と前記帯域分割手段が出力する前記埋め込み先帯域キャリア信号以外の帯域キャリア信号とを合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置を提供する。
また、この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域キャリア信号の少なくとも１つの帯域キャリア信号を電子透かし情報を示すシンボルの埋め込み先である埋め込み先帯域キャリア信号とし、各埋め込み先帯域キャリア信号から各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を算出し、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の列の各部と、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれている可能性のある各種のシンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた周波数を有する各変調信号との相互相関を算出し、この相互相関の算出結果に基づいて、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報のシンボルを判定する抽出手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置を提供する。
かかる発明によれば、電子透かし情報を示すシンボルをキャリア信号の各種の帯域に埋め込んで伝送する場合に、埋め込み装置の変調信号生成手段は、各埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込むべき各シンボルを示し、かつ、各埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じた振幅または周波数を有する各変調信号を各々出力し、埋め込み手段は、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に対して、変調信号生成手段によって出力された当該埋め込み先帯域キャリア信号に対応した変調信号による変調を施す。従って、本発明によれば、電子透かし情報を示すシンボルをキャリア信号の各種の帯域に埋め込んで伝送する場合に、埋め込み先である帯域にとって適切な態様で電子透かし情報を示すシンボルを埋め込むことができ、電子透かし情報の埋め込みによる弊害の発生を防止し、かつ、埋め込まれた電子透かし情報の頑健性をも高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
キャリア信号に電子透かし情報を埋め込んで伝送する埋め込み伝送技術は、電子透かし情報の抽出の際に電子透かし情報の埋め込まれていない元のキャリア信号を必要としないブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術と、元のキャリア信号を必要とするノンブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に大別される。以下説明する第１実施形態は、前者のブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に属する。図１は、この発明の第１実施形態による電子透かしの埋め込み装置１００の構成を示すブロック図、図２は、同実施形態による電子透かしの抽出装置２００の構成を示すブロック図である。なお、埋め込み装置１００および抽出装置２００の各々は、キャリア信号へ電子透かし情報を埋め込む処理またはキャリア信号から電子透かし情報を抽出する処理を実行する専用のハードウェアとして実現してもよいし、埋め込み処理や抽出処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現してもよい。この点は、第２実施形態以降の他の実施形態についても同様である。
【０００７】
まず、電子透かしの埋め込み装置１００について説明する。図１に示すように、埋め込み装置１００は、帯域分割部１１０と、帯域合成部１３０と、これらの間に介挿された複数の埋め込み部１２０−０、１２０−１、…と、変調信号生成部１４０とを有する。なお、図１では、図面が煩雑になるのを防ぐため、複数の埋め込み部１２０−０、１２０−１、…のうち２個の埋め込み部１２０−０および１２０−１のみが図示されている。
【０００８】
図３は、帯域分割部１１０の処理内容を説明する図である。本実施形態において、電子透かし情報の担い手となるキャリア信号は、オーディオ波形を一定のサンプリングレートでサンプリングしたオーディオサンプルｘｐ（ｎ）である。帯域分割部１１０は、このキャリア信号であるオーディオサンプルｘｐ（ｎ）の列を受け取って、互いに異なるＭ個の帯域に属する帯域キャリア信号に分割する。
【０００９】
さらに詳述すると、帯域分割部１１０は、窓掛け部と、帯域分割フィルタバンクとにより構成されている（図示略）。ここで、窓掛け部は、オーディオサンプルｘｐ（ｎ）の列を１ブロック当たりＮサンプル（Ｎ＝Ｍ／２）のブロックｘｐ（ｎ）（ｎ＝０〜Ｎ−１）に区切る処理と、現時点までの最新の２ブロック分のオーディオサンプルｘｐ（ｎ）（ｎ＝０〜２Ｎ−１）に窓関数を乗じて帯域分割フィルタバンクに供給する処理を繰り返す。
【００１０】
帯域分割フィルタバンクは、各々、通過帯域中心角周波数がωｉ（ｉ＝０〜Ｍ−１）であるＭ個の複素係数ＢＰＦ（Band Pass Filter；帯域通過フィルタ）からなる。各通過帯域中心角周波数ωｉ（ｉ＝０〜Ｍ−１）に対応した各複素係数ＢＰＦは、窓掛け部から窓関数の乗算された２ブロック分のオーディオサンプルｘｐ（ｎ）（ｎ＝０〜２Ｎ−１）の列を受け取る都度、受け取ったオーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）（ｎ＝０〜２Ｎ−１）に対して、各通過帯域中心角周波数ωｉに対応した複素係数を用いたＢＰＦ処理を施すことにより、オーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）（ｎ＝０〜２Ｎ−１）に含まれた通過帯域中心角周波数ωｉの成分を示す複素スペクトラム係数Ｘ（ωｉ）を算出し、帯域キャリア信号として出力する。本実施形態では、このようにして帯域分割部１１０の帯域分割フィルタバンクから得られるＭ帯域分の各帯域キャリア信号のうち一部または全部の帯域の各帯域キャリア信号が電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込みを行う埋め込み先帯域キャリア信号となる。また、本実施形態では、複数の埋め込み先帯域キャリア信号を、帯域が隣り合ったもの同士の２つの埋め込み先帯域キャリア信号のペアに分け、電子透かし情報のシンボル列を構成する個々のシンボルを、各々２個の埋め込み先帯域キャリア信号の複数のペアに分散させて埋め込む。その際、本実施形態では、１つのシンボルを１つのペアをなす２個の埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込む。なお、埋め込み先帯域キャリア信号の各ペアに埋め込むシンボル列は、同一種類の電子透かし情報を示すシンボル列を分解したシンボルであってもよいし、異なる複数種類の電子透かし情報のうちの１種類の電子透かし情報を示すシンボル列であってもよい。帯域分割により得られた複数の帯域キャリア信号のうちいずれを埋め込み先帯域キャリア信号とするかについては、埋め込み装置１００と抽出装置２００との間で合意されていればよく、埋め込み先帯域キャリア信号の選択方法は任意である。
【００１１】
図１において、埋め込み部１２０−０および１２０−１は、複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）の列からなる埋め込み先帯域キャリア信号と複素スペクトラム係数Ｘ（ω１）の列からなる埋め込み先帯域キャリア信号のペアに対して、電子透かし情報を示すシンボルの埋め込みを行う手段である。図示を省略した他の埋め込み部１２０−２、１２０−３、…も各２個ずつのペアに分かれている。埋め込み部の各ペアは、各々に与えられる２帯域分の埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分（あるいは概形）に対し、埋め込み対象のシンボルを示す２相の変調信号を用いた振幅変調処理を施すことにより、当該系列のシンボル列の埋め込みを行うものである。
【００１２】
変調信号生成部１４０は、シンボルのキャリア信号への埋め込みのために、埋め込み対象であるシンボルを示し、同じ振幅および周波数を有し、かつ、互いに逆相関係にある２相の変調信号を発生する。２相の変調信号の振幅または周波数は、その変調信号が適用される埋め込み先帯域キャリア信号のペアの帯域に依存して決定される。なお、変調信号生成部１４０によって発生される変調信号の詳細については後述する。
【００１３】
次に、埋め込み部のペアを構成する各埋め込み部のうち埋め込み部１２０−０を例に各埋め込み部の構成を説明する。埋め込み部１２０−０において、絶対値検出部１２１は、次式に示す絶対値｜Ｘ（ω０）｜を複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）の実数部Ｒｅ（Ｘ（ω０））および虚数部Ｉｍ（Ｘ（ω０））から算出する。この絶対値検出部１２１により順次算出される絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列が埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスである。
【数１】
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【００１４】
また、偏角検出部１２２は、次式に示す偏角Ａｒｇ（Ｘ（ω０））を複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）の実数部Ｒｅ（Ｘ（ω０））および虚数部Ｉｍ（Ｘ（ω０））から算出する。
【数２】
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【００１５】
帯域分割部１２３は、絶対値検出部１２１から出力される埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスに対して帯域分割を施す。ある好ましい態様において、帯域分割部１２３は、前述した帯域分割部１１０と同様な構成を有しており、絶対値検出部１２１から得られる複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列、すなわち、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスを所定長の区間に分割し、区間毎にフィルタバンクによるフィルタ処理またはＦＦＴ処理を施し、互いに異なる帯域に属する複数の複素スペクトラム係数を出力する。この場合、帯域分割により順次得られる最も低域のＬｍ個の複素スペクトラム係数の列が１シンボルの埋め込みを行う単位となる。
【００１６】
他の好ましい態様において、帯域分割部１２３は、絶対値検出部１２１から得られる複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列、すなわち、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスに対し、複素型離散ウェーブレット変換を施す手段である。周知の通り、離散ウェーブレット変換は、式（３）に示すような離散的なウェーブレット基底ψｊ，ｋ（ｔ）が与えられている場合に、式（４）に示すように、任意の時間関数ｆ（ｔ）とこのウェーブレット基底ψｊ，ｋ（ｔ）との内積であるウェーブレット係数Ｗｆ（ｊ，ｋ）を演算する変換式である。
【数３】
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【数４】
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この離散ウェーブレット変換により各種のｊ、ｋに対応したウェーブレット係数Ｗｆ（ｊ，ｋ）が得られると、元の時間関数ｆ（ｔ）は、各種のｊ，ｋに対応したウェーブレット基底ψｊ，ｋ（ｔ）に対して、ウェーブレット係数Ｗｆ（ｊ，ｋ）を重み付け加算した一次結合として近似することができる。
【００１７】
複素ウェーブレット変換部である帯域分割部１２３は、例えば図４に示すようなフィルタバンクである。この複素ウェーブレット変換部は、複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列に対する離散ウェーブレット変換を行い、式（４）のウェーブレット係数Ｗｆ（ｊ，ｋ）に相当するものとして複素ウェーブレット係数を算出する。
【００１８】
図４に示すように、フィルタバンクである複素ウェーブレット変換部は、複素ウェーブレット係数の実数部を算出するツリーＴＲａと虚数部を算出するツリーＴＲｂとからなる。ツリーＴＲａにおいて、ＬＰＦ１２３１ａ、ＨＰＦ１２３２ａ、ダウンサンプラ１２３３ａおよび１２３４ａからなる部分は、絶対値検出部１２１から与えられる連続したＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜に対し、レベル１の帯域分割を行う。さらに詳述すると、ＬＰＦ１２３１ａは、Ｌ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列の中からｊ＝０のウェーブレット基底ψ０,k（ｔ）とウェーブレット係数Ｗｆ（０，ｋ）との一次結合により近似可能な低域成分を選択し、この低域成分を示すＬ個のサンプルを出力する。ダウンサンプラ１２３３ａは、このＬＰＦ１２３１ａから出力されるＬ個のサンプルを２個に１個の割合で間引くことにより、Ｌ／２個のレベル１のウェーブレット係数ｘ０の実数部ｘ０ａを出力する。一方、ＨＰＦ１２３２ａは、Ｌ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列の中から、ｊ＝０のウェーブレット基底ψ０,k（ｔ）とウェーブレット係数Ｗｆ（０，ｋ）との一次結合に属しない高域成分を選択し、この高域成分を示すＬ個のサンプルを出力する。ダウンサンプラ１２３４ａは、このＨＰＦ１２３２ａから出力されるＬ個のサンプルを２個に１個の割合で間引くことにより、Ｌ／２個のレベル１のウェーブレット係数ｘ１の実数部ｘ１ａを出力する。
【００１９】
また、ツリーＴＲａにおいて、ＬＰＦ１２３５ａ、ＨＰＦ１２３６ａ、ダウンサンプラ１２３７ａおよび１２３８ａからなる部分は、ダウンサンプラ１２３３ａから与えられるＬ／２個の複素ウェーブレット係数の実数部ｘ０ａに対し、レベル２の帯域分割を行う。さらに詳述すると、ＬＰＦ１２３５ａは、Ｌ／２個の複素ウェーブレット係数の実数部ｘ０ａの列の中からｊ＝１のウェーブレット基底ψ１,k（ｔ）とウェーブレット係数Ｗｆ（１，ｋ）との一次結合により近似可能な低域成分を選択し、この低域成分を示すＬ／２個のサンプルを出力する。ダウンサンプラ１２３７ａは、このＬＰＦ１２３５ａから出力されるＬ／２個のサンプルを２個に１個の割合で間引くことにより、Ｌ／４個のレベル２のウェーブレット係数の実数部ｘ００ａを出力する。一方、ＨＰＦ１２３６ａは、Ｌ／２個の複素ウェーブレット係数ｘ００の実数部ｘ０ａの列の中から、ｊ＝１のウェーブレット基底ψ１,k（ｔ）とウェーブレット係数Ｗｆ（１，ｋ）との一次結合に属しない高域成分を選択し、この高域成分を示すＬ／２個のサンプルを出力する。ダウンサンプラ１２３８ａは、このＨＰＦ１２３６ａから出力されるＬ／２個のサンプルを２個に１個の割合で間引くことにより、Ｌ／４個のレベル２のウェーブレット係数ｘ０１の実数部ｘ０１ａを出力する。
【００２０】
以上、ツリーＴＲａについて述べたが、ツリーＴＲｂもツリーＴＲａのものと同様なＬＰＦ１２３１ｂ、ＨＰＦ１２３２ｂ、ダウンサンプラ１２３３ｂおよび１２３４ｂからなる部分と、ＬＰＦ１２３５ｂ、ＨＰＦ１２３６ｂ、ダウンサンプラ１２３７ｂおよび１２３８ｂからなる部分とにより構成されている。そして、これらの各部の働きにより、絶対値検出部１２１から与えられる連続したＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列から、Ｌ／２個のレベル１のウェーブレット係数ｘ１の虚数部ｘ１ｂ、Ｌ／４個のレベル２のウェーブレット係数ｘ００の虚数部ｘ００ｂおよびＬ／４個のレベル２のウェーブレット係数ｘ０１の虚数部ｘ０１ｂを算出して出力する。
【００２１】
図４に例示するように、複素ウェーブレット変換部である帯域分割部１２３がレベル２までの帯域分割を行う場合、絶対値検出部１２１が出力する複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列から、３種類のウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の実数部および虚数部が得られる。これらのうちｊ＝０のウェーブレット基底ψ０,k（ｔ）に対応したウェーブレット係数ｘ１の絶対値｜ｘ１｜は、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンス（具体的には複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜のエンベロープ）の詳細な変化を表すものとなる。これに対し、ｊ＝１のウェーブレット基底ψ１,k（ｔ）に対応したウェーブレット係数ｘ００の絶対値｜ｘ００｜は、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスを最も大雑把に示すもの、すなわち、同振幅シーケンスの概形または低域成分を示すものとなる。
【００２２】
帯域分割部１２３は、帯域分割部１１０と同様な構成のものであってもよいし、以上説明したような複素ウェーブレット変換部であってもよいが、以下では、帯域分割部１２３が複素ウェーブレット変換部である場合を例に他の各部の説明を行う。
【００２３】
図１における絶対値検出部１２４は、帯域分割部１２３から出力される埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの各帯域成分、すなわち、各ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の実数部および虚数部に基づき、各ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の絶対値｜ｘ１｜、｜ｘ００｜および｜ｘ０１｜を次式に従って算出する。
【数５】
2010039439.tif 000007
【数６】
2010039439.tif 000008
【数７】
2010039439.tif 000009
【００２４】
また、偏角検出部１２５は、帯域分割部１２３から得られる各ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の実数部および虚数部に基づき、各ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の偏角Ａｒｇ（ｘ１）、Ａｒｇ（ｘ００）およびＡｒｇ（ｘ０１）を次式に従って算出する。
【数８】
2010039439.tif 000010
【数９】
2010039439.tif 000011
【数１０】
2010039439.tif 000012
【００２５】
乗算器１２６および加算器１２７は、絶対値検出部１２４から出力される埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの各帯域成分の絶対値、すなわち、ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ１｜、｜ｘ００｜および｜ｘ０１｜のうち、最も低い帯域に属し、振幅シーケンスの概形を最もよく示していると考えられる絶対値｜ｘ００｜に対し、振幅変調を施す振幅変調器を構成している。さらに詳述すると、乗算器１２６は、変調信号生成部１４０が埋め込み対象であるシンボル列に基づいて発生する変調信号Ａｍ０を受け取り、この変調信号Ａｍ０をウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００｜に乗算する。そして、加算器１２７は、この乗算結果とウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００｜とを加算し、振幅変調済みの絶対値（１＋Ａｍ０）｜ｘ００｜を出力する。ここで、変調信号Ａｍ０は、−１から＋１までの振幅を持った基本的な変調信号ｍ０に対し、変調強度Ａを乗算した信号である。変調強度Ａは、０から１までの範囲の中から選択される。Ａ＝１である場合、最大限の振幅変調が行われ、Ａ＝０である場合は無変調となる。この変調強度Ａがどのように決定されるかについては後述する。
【００２６】
位相再結合部１２８ａは、加算器１２７から得られる振幅変調済みの絶対値（１＋Ａｍ０）｜ｘ００｜）と偏角検出部１２５から得られる偏角Ａｒｇ（ｘ００）とを再結合させて、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を示す複素ウェーブレット係数ｘ００に戻す。また、位相再結合部１２８ａは、絶対値検出部１２４から得られるウェーブレット係数の絶対値｜ｘ１｜および｜ｘ０１｜を所定の量子化ステップで量子化し、この量子化後の絶対値に偏角検出部１２５から得られる各ウェーブレット係数の偏角Ａｒｇ（ｘ１）およびＡｒｇ（ｘ０１）を各々再結合させて、複素ウェーブレット係数ｘ１およびｘ０１に戻す。このようにして得られる埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの各帯域成分（複素形式の帯域成分）である各ウェーブレット係数が位相再結合部１２８ｂおよび帯域合成部１２９の処理対象となる。
【００２７】
ここで、位相再結合部１２８ａが振幅変調の対象とならないウェーブレット係数の絶対値｜ｘ１｜および｜ｘ０１｜に量子化処理を施すのは次の理由によるものである。まず、隣接した帯域のウェーブレット係数同士は、周波数領域で実用的に完全といえる程度までは分離されておらず、オーバラップしている。従って、隣接した帯域のウェーブレット係数のうち振幅変調の対象（電子透かしの埋め込み先）とはならないウェーブレット係数に何ら処理を施さずに後述の複素ウェーブレット逆変換に用いると、そのウェーブレット係数がオーディオサンプル列から電子透かしを抽出する際に外乱として働くことになる。しかし、その一方、振幅変調の対象（電子透かしの埋め込み先）とはならないウェーブレット係数を完全に除去し、振幅変調済みのウェーブレット係数のみを用いて後述の複素ウェーブレット逆変換を行うと、電子透かしの埋め込まれたオーディオサンプル列の音質の劣化につながる。そこで、抽出時における電子透かしの抽出精度と音質とのトレードオフを考慮し、抽出精度と音質の両方を適度に満足させるように、振幅変調の対象とならないウェーブレット係数の絶対値｜ｘ１｜および｜ｘ０１｜については量子化処理を施すようにしているのである。なお、帯域分割部１２３が複素ウェーブレット変換部ではなく、帯域分割部１１０のような構成のものである場合には、このような量子化処理は不要である。
【００２８】
以上述べた位相再結合部１２８ａの処理を経た複素ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１は、帯域合成部１２９に引き渡される。帯域分割部１２３が複素ウェーブレット変換部である態様において、この帯域合成部１２９は、複素ウェーブレット逆変換部である。この複素ウェーブレット逆変換部は、位相再結合部１２８ａから引き渡される３種類の複素ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１に複素ウェーブレット逆変換を施し、複素スペクトル係数の絶対値｜Ｘ’（ω０）｜を出力する。この複素ウェーブレット逆変換は、前掲図４の処理を全く逆にしたものである。すなわち、例えば実数部に着目すると、Ｌ／４個の複素ウェーブレット係数の実数部ｘ００ａの各間に零サンプルを挿入する２倍アップサンプリングを行った後、フィルタ１２３５ａと逆の伝達関数を持ったフィルタ処理を施すとともに、Ｌ／４個の複素ウェーブレット係数の実数部ｘ０１ａの各間に零サンプルを挿入する２倍アップサンプリングを行った後、フィルタ１２３６ａと逆の伝達関数を持ったフィルタ処理を施し、両フィルタ処理の結果を加算する。これにより、Ｌ／２個の複素ウェーブレット係数の実数部ｘ０ａが得られる。このような処理をツリーＴＲａの先端から根本に向けて、また、ツリーＴＲｂの先端から根本に向けて繰り返すことにより複素型離散ウェーブレット変換前の状態に戻すのである。
【００２９】
位相再結合部１２８ｂは、このようにして帯域合成部１２９から得られる複素スペクトル係数の絶対値｜Ｘ’（ω０）｜に対し、偏角検出部１２２から出力される偏角Ａｒｇ（Ｘ（ω０））を再結合させ、複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）を算出する。
以上が埋め込み部１２０−０の詳細である。
【００３０】
埋め込み部１２０−１も埋め込み部１２０−０と基本的に同様な構成であり、帯域分割部１１０から得られる複素スペクトル係数Ｘ（ω１）の振幅シーケンスの概形に対し、埋め込み部１２０−０が埋め込みを行うのと同じシンボル列を埋め込む。ただし、埋め込み部１２０−１の乗算器１２６に相当するものには、埋め込み部１２０−０の乗算器１２６に与えられる変調信号Ａｍ０に対して、周波数および振幅が同じであり、かつ、逆相関係にある変調信号Ａｍ１が変調信号生成部１４０から供給される。
【００３１】
ここで、変調信号Ａｍ０およびＡｍ１とこれらを用いた振幅変調の対象とのタイミング関係を説明するとともに、埋め込み対象であるシンボルと変調信号Ａｍ０およびＡｍ１との関係を説明する。図５（ａ）および（ｄ）は、帯域分割部１１０が出力する複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω１）｜および｜Ｘ（ω０）｜を各々示している。また、図５（ｂ）および（ｅ）は、シンボルの埋め込み先となる複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００｜のうち埋め込み部１２０−１において得られる絶対値｜ｘ００（ω１）｜および埋め込み部１２０−０において得られる絶対値｜ｘ００（ω０）｜を各々示している。そして、図５（ｃ）および（ｆ）は、変調信号生成部１４０が出力する変調信号Ａｍ０およびＡｍ１を各々示している。
【００３２】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、埋め込み部１２０−１では、帯域分割部１１０から出力されるＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω１）｜を単位として複素型離散ウェーブレット変換が実行され、このＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω１）｜から得られるＬ／４個の複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω１）｜が１シンボルの埋め込み先となる。また、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、埋め込み部１２０−０では、帯域分割部１１０から出力されるＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜を単位として複素型離散ウェーブレット変換が実行され、このＬ個の複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜から得られるＬ／４個の複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω０）｜が１シンボルの埋め込み先となる。図５（ｃ）、（ｆ）に示すように、変調信号生成部１４０は、Ｌ／４個分の複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω１）｜または｜ｘ００（ω０）｜の長さを１周期とする三角波の変調信号Ａｍ１およびＡｍ０を出力する。ここで、埋め込み対象のシンボルｂがビット“０”である場合、変調信号Ａｍ１は前半が山、後半が谷となるのに対し、変調信号Ａｍ０は前半が谷、後半が山となる。また、埋め込み対象のシンボルｂがビット“１”である場合、変調信号Ａｍ１は前半が谷、後半が山となるのに対し、変調信号Ａｍ０は前半が山、後半が谷となる。このように同一シンボルを表す変調信号Ａｍ１およびＡｍ０は、互いに逆相関係となり、また、個々の変調信号Ａｍ１またはＡｍ０は、各々が表すシンボルの種類により波形が異なったものとなる。
【００３３】
埋め込み部１２０−１および１２０−０は、以上のような共通のシンボルに基づいて発生された変調信号Ａｍ１およびＡｍ０を受け取り、各変調信号Ａｍ１およびＡｍ０を各々用いた振幅変調を複素スペクトラム係数Ｘ（ω１）およびＸ（ω０）の振幅シーケンスの概形を示す複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω１）｜および｜ｘ００（ω０）｜に各々施し、共通のシンボルが埋め込まれた複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）およびＸ’（ω１）を発生するのである。
【００３４】
そして、図１における帯域合成部１３０は、この埋め込み部１２０−０および１２０−１から得られる複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）およびＸ’（ω１）と、埋め込み先帯域キャリア信号の処理を行う他の埋め込み部の各ペアから得られる複素スペクトラム係数と、帯域分割部１１０から出力される埋め込み先帯域キャリア信号の帯域キャリア信号（複素スペクトラム係数）を時間領域の信号に戻して加算するとともに窓掛け処理を行い、電子透かし情報の埋め込まれたオーディオサンプル列ｘｐ’（ｎ）を出力する。
【００３５】
さて、上述した帯域分割部１１０は、キャリア信号を時間軸上においてオーバラップしたブロックに区切って帯域分割を行った。これに対し、埋め込み部１２０−０および１２０−１内の帯域分割部１２３が複素ウェーブレット変換部である態様では、同帯域分割部１２３は、埋め込み先帯域キャリア信号たる複素スペクトラム係数の絶対値｜Ｘ（ω０）｜および｜Ｘ（ω１）｜の各列を時間軸上においてオーバラップしないＬ個の絶対値からなるブロックに各々区切り、複素型離散ウェーブレット変換を行い、変調信号生成部１４０は、このブロック単位で１ビット分の変調信号Ａｍ１およびＡｍ０を発生し、振幅変調を行わせる。このように帯域分割とシンボルの埋め込みとでブロックの区切り方が異なる理由は次の通りである。
【００３６】
まず、帯域分割部１１０では、高い周波数分解能が必要なため、ＦＦＴの基底関数のような複素指数関数列を想定して帯域分割を行っている。このため、ブロック間のオーバラップを設けないで帯域分割・合成を行うと、合成時にブロックの両端で信号のレベルの不連続または位相の不連続が生じる。そこで、このような不具合の発生を回避するため、帯域分割部１１０では、キャリア信号を時間軸上においてオーバラップしたブロックに区切って帯域分割を行っている。
【００３７】
一方、シンボルの埋め込みでは、シンボルを埋め込む各ブロック（この例ではＬ／４個分の複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω１）｜または｜ｘ００（ω０）｜）を時間軸上においてオーバラップさせると、シンボルの抽出時に相前後して埋め込まれたシンボル間の干渉が発生する可能性がある。このような干渉が発生するのは好ましくない。また、帯域分割部１２３として複素ウェーブレット変換部を用いる態様では、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの“概形（低い周波数から高い周波数まで一定程度含まれている）”にシンボルを埋め込めば足りるので、複素型離散ウェーブレット変換では厳密な周波数分割が要求されない。そこで、埋め込み先帯域キャリア信号を時間軸上においてオーバラップしないブロックに各々区切り、複素型離散ウェーブレット変換を行っているのである。
【００３８】
次に変調信号生成部１４０について説明する。変調信号生成部１４０は、埋め込み先帯域キャリア信号の各ペア毎に、埋め込み対象のシンボルを示し、同じ振幅および周波数を有し、かつ、互いに逆相関係にある２相の変調信号を発生する。本実施形態の特徴は、変調信号生成部１４０が発生する変調信号の周波数または振幅をその変調信号が適用される埋め込み先帯域キャリア信号のペアの帯域に依存させた点にある。
【００３９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、この変調信号生成部１４０により発生される変調信号の例を各々示すものである。図６（ａ）〜（ｃ）において、横軸は時間、縦軸は、変調信号が適用される埋め込み先帯域キャリア信号の周波数であり、図示されている三角波は、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の変調に用いられる変調信号波形である。
【００４０】
図６（ａ）に示す例では、最も低い周波数の埋め込み先帯域キャリア信号のペア（角周波数ω０およびω１）に適用される変調信号の周波数はｆｍ、中くらいの周波数の埋め込み先帯域キャリア信号のペア（角周波数ωｉおよびωｉ＋１）に適用される変調信号の周波数は２ｆｍ、最も高い周波数の埋め込み先帯域キャリア信号のペア（角周波数ωｊおよびωｊ＋１）に適用される変調信号の周波数は３ｆｍとなっている。すなわち、この例では、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの周波数帯域が高くなる程、変調信号の周波数を高くしている。
【００４１】
本実施形態では、変調信号の１周期分の長さをシンボルフレーム長としている。従って、このように、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの周波数帯域毎に変調信号の周波数を変える態様では、埋め込み先帯域キャリア信号の各ペアを処理する埋め込み部の各ペア間で、シンボルフレーム長は異なったものとなる。すなわち、次の通りである。
【００４２】
まず、最も低い周波数の埋め込み先帯域キャリア信号のペア（角周波数ω０およびω１）を処理する埋め込み部１２０−０および１２０−１のペアには、最も低い周波数ｆｍを持った変調信号が与えられる。そこで、埋め込み部１２０−０および１２０−１のペアでは、シンボルフレーム長１／ｆｍ相当の個数の複素スペクトル係数の列（時間軸方向の列）を単位として、帯域分割部１２３による帯域分割を行って所定個数の複素ウェーブレット係数（または複素スペクトラム係数）の列を発生し、この係数の列の各絶対値に１周期分の変調信号を乗算することにより１シンボルの埋め込みを行う。
【００４３】
他の周波数の埋め込み先帯域キャリア信号のペア（角周波数ωｉおよびωｉ＋１や角周波数ωｊおよびωｊ＋１等）を処理する各埋め込み部のペアには、他の周波数（例えば２ｆｍ、３ｆｍ等）の変調信号が与えられる。そこで、これらの各埋め込み部のペアでは、各々に与えられる変調信号の周波数の逆数を１シンボルフレーム長として、帯域分割部１２３による帯域分割および１シンボル分の変調信号による変調処理を行うのである。
【００４４】
図６（ａ）の例のように、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に合わせて変調信号の周波数を変化させる場合、次の利点がある。まず、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分は、振幅変動を持っており、この振幅変動の支配的な周波数は、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域により異なることが実際多い。具体的には、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域が高域になる程、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分に現れる振幅変動の支配的な周波数は高くなる。そこで、図６（ａ）の例のように、埋め込み先帯域キャリア信号のペア毎に、振幅シーケンスの低域成分の振幅変動の支配的な周波数近傍の周波数で変調することにより、抽出装置
２００側での電子透かし情報の抽出をより容易にすることができる。また、この例では、高域の埋め込み先帯域キャリア信号になる程、変調処理に用いる変調信号の周波数が高くなり、シンボルフレーム長が短くなり、埋め込まれるシンボル列の単位時間当たりシンボル数が多くなる。従って、多数のシンボル群を複数の埋め込み先帯域キャリア信号のペアに分散させて埋め込んで伝送する際に全体としてのデータレートを増加させることができる。
【００４５】
図６（ｂ）の例では、埋め込み先帯域キャリア信号のペアが高域になる程、そのペアの処理に用いる変調信号の変調強度Ａを小さくしている。なお、これはあくまでも一例であり、変調強度Ａは、埋め込み先帯域キャリア信号のペアが高域になるに従って大きくしても良く、それ以外の態様で変化させてもよい。ここで、変調強度Ａが大きいと、シンボルを埋め込んだキャリア信号を音として出力したときに聴聴感上の違和感を生じさせ易くなるが、ノイズに対する耐性は強くなる。従って、この例によれば、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じて、聴覚的な影響やノイズへの耐性を制御することができるという利点がある。
【００４６】
図６（ｃ）に示す例は、図６（ａ）および（ｂ）の各例の特徴を併せ持った変調信号の発生態様である。すなわち、この例では、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの帯域に依存させて、変調信号の周波数と変調強度の両方を変化させる。この例によれば、図６（ａ）の例により得られる利点と図６（ｂ）の例により得られる利点の両方の利点が得られる。
以上が図１に示す埋め込み装置１００の詳細である。
【００４７】
次に図２を参照し、電子透かしの抽出装置２００について説明する。抽出装置２００において、帯域分割部２１０は、埋め込み装置１００の帯域分割部１１０と同じ構成を有する。この帯域分割部２１０は、電子透かし情報が埋め込まれたオーディオサンプルｘｐ’（ｎ）の列を受け取り、このオーディオサンプルｘｐ’（ｎ）の列から例えばＭ個の帯域に属する複素スペクトラム係数Ｘ’（ωｋ）（ｋ＝０〜Ｍ−１）を生成する。
【００４８】
絶対値検出部２２１−０、帯域分割部２２３−０および絶対値検出部２２４−０からなる部分は、埋め込み装置１００の埋め込み部１２０−０内の絶対値検出部１２１、帯域分割部１２３および絶対値検出部１２４からなる部分と同様な役割を果たす部分である。すなわち、この部分は、帯域分割部２１０から得られる複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）の絶対値｜Ｘ’（ω０）｜を求め、この絶対値｜Ｘ’（ω０）｜の列に複素型離散ウェーブレット変換を施し、この結果得られる複素ウェーブレット係数の１つの絶対値、すなわち、埋め込み装置１００において変調信号Ａｍ０による振幅変調が施された絶対値（１＋Ａｍ０）｜ｘ００（ω０）｜を算出する。同様に、絶対値検出部２２１−１、帯域分割部２２３−１および絶対値検出部２２４−１からなる部分は、埋め込み装置１００の埋め込み部１２０−１内の絶対値検出部１２１、帯域分割部１２３および絶対値検出部１２４からなる部分と同様な役割を果たす部分である。すなわち、この部分は、埋め込み装置１００において変調信号Ａｍ１による振幅変調が施された複素ウェーブレット係数の絶対値（１＋Ａｍ１）｜ｘ００（ω１）｜を、帯域分割部２１０が出力する複素スペクトラム係数Ｘ’（ω１）から算出する。
【００４９】
そして、除算器２５１は、次式に示すように、絶対値検出部２２４−１の出力情報を絶対値検出部２２４−０の出力情報により除算し、その除算結果である変調波形データｍを出力する。
【数１１】
2010039439.tif 000013
【００５０】
ここで、複素ウェーブレット係数ｘ００（ω１）と複素ウェーブレット係数ｘ００（ω０）は、隣接した帯域の複素スペクトラム係数から得られたものであるため、互いに近似した値となる。また、電子透かし情報の埋め込まれたオーディオサンプルｘｐ’（ｎ）の列の伝搬中、様々な外乱が発生し、この外乱に基づくノイズがオーディオサンプルｘｐ’（ｎ）に混入する場合もあるが、このノイズは同相成分となって複素ウェーブレット係数ｘ００（ω１）と複素ウェーブレット係数ｘ００（ω０）に含まれることとなる。従って、上記式（１１）の除算において、同相ノイズを含んだ複素ウェーブレット係数｜ｘ００（ω１）｜および｜ｘ００（ω０）｜が相殺し、変調波形データｍは、理想的には次式（１２）に示すように、電子透かし情報のビットｂを示す変調信号Ａｍ１およびＡｍ０のみに依存した値に近似することができる。
【数１２】
2010039439.tif 000014
【００５１】
オフセット除去部２５２ａは、過去一定期間内に出力された変調波形データｍの平均値（すなわち、移動平均値）を求めて、それをオフセットとして、変調波形データｍから減算する。これにより変調波形データｍからオフセット成分（直流成分）が除去される。
【００５２】
正規化部２５２ｂは、オフセット除去部２５２ａから過去一定期間内に出力された変調波形データｍの絶対値の最大値を求め、オフセット除去部２５２ａから現在出力された変調波形データｍをこの最大値によって除算することにより正規化し、正規化された変調波形データｍｎを出力する。
【００５３】
電子透かし情報抽出部２６０は、正規化された変調波形データｍｎから電子透かし情報のビットｂを抽出する手段であり、バッファ２６１と、変調信号生成部２６２と、相関係数演算部２６３と、相関判定部２６４とを有する。バッファ２６１は、正規化部２５２ｂから出力された最新のＬ／４個の変調波形データｍｎを記憶するバッファである。変調信号生成部２６２、相関係数演算部２６３および相関判定部２６４の動作は、正規化部２５２ｂから出力される変調波形データｍｎにおけるシンボルの区切り位置を見つけるまでの同期捕捉期間とそれ以降の同期維持期間とで異なったものとなる。
【００５４】
まず、同期捕捉期間中、変調信号生成部２６２は、バッファ２６１が新規な変調波形データｍｎを正規化部２５２ｂから取り込んで記憶する毎に、埋め込み装置１００の変調信号生成部１４０側におけるビット“０”に対応した変調信号ｍ１（変調強度Ａを乗算する前の振幅が±１の変調信号）と同様な波形の変調信号とビット“１”に対応した変調信号ｍ１と同様な波形の変調信号とを生成する。また、相関係数演算部２６３は、バッファ２６１内のＬ／４個の変調波形データｍｎと変調信号生成部２６２が生成するビット“０”に対応した変調信号との相関を示す相関係数Ｒ０を算出するとともに、バッファ２６１内のＬ／４個の変調波形データｍｎと変調信号生成部２６２が生成するビット“１”に対応した変調信号との相関を示す相関係数Ｒ１を算出する。そして、相関判定部２６４は、バッファ２６１に新規な変調波形データｍｎが記憶される毎に得られる相関係数Ｒ０およびＲ０の変化の状況に基づいて、変調波形データｍｎにおけるビットｂの区切り位置を判定する。具体的には、相関係数Ｒ０またはＲ１のピークがＬ／４サンプルの周期で発生していることが判明した場合、そのピークの発生点がビットｂの区切り位置であると判定し、次に述べる同期維持の期間の動作に移行する。
【００５５】
同期維持期間中、変調信号生成部２６２は、１個のビットｂを表現するＬ／４個の変調波形データｍｎがバッファ２６１に書き込まれる毎に、ビット“０”に対応した変調信号とビット“１”に対応した変調信号を生成する。また、相関係数演算部２６３は、バッファ２６１内のＬ／４個の変調波形データｍｎとビット“０”に対応した変調信号との相関を示す相関係数Ｒ０を算出するとともに、バッファ２６１内のＬ／４個の変調波形データｍｎとビット“１”に対応した変調信号との相関を示す相関係数Ｒ１を算出する。そして、相関判定部２６４は、Ｒ０＞Ｒ１である場合には、抽出結果である電子透かし情報のビットｂとして“０”を出力し、Ｒ１＞Ｒ０である場合には、抽出結果である電子透かし情報のビットｂとして“１”を出力する。
【００５６】
以上が、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの１つから電子透かし情報のシンボルを抽出するための構成の詳細である。埋め込み装置１００側において、埋め込み先帯域キャリア信号の複数のペアに電子透かし情報のシンボル列を分散させて埋め込んでいる場合には、抽出装置２００では、帯域分割部２１０から得られる埋め込み先帯域キャリア信号の各ペアについて、以上説明した構成によりシンボルの抽出を実施し、抽出したシンボルを集めて元の電子透かし情報を再現することとなる。
以上が本実施形態の詳細である。
【００５７】
以上説明した本実施形態によれば、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの帯域に依存させて、同ペアの振幅シーケンスの低域成分の変調に用いる変調信号の態様を変化させるようにしているので、埋め込み先の帯域にとって適切な態様でシンボルの埋め込みを行うことができるという効果がある。さらに詳述すると、埋め込み先帯域キャリア信号のペアの帯域に依存させて変調信号の周波数を変える場合には、埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分が持っている振幅変動の支配的な周波数に合わせてシンボルに応じた振幅変調を行うことで、抽出装置２００側での電子透かし情報の抽出をより容易にすることができるという効果がある。また、この場合、高域の埋め込み先帯域キャリア信号になる程、変調処理に用いる変調信号の周波数が高くなり、シンボルフレーム長が短くなるので、多数のシンボル群を複数の埋め込み先帯域キャリア信号のペアに分散させて埋め込んで伝送する際に全体としてのデータレートを増加させることができる。また、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に依存させて、変調信号の変調強度を変える場合には、埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に応じて、聴覚的な影響やノイズへの耐性を制御することができるという効果がある。
【００５８】
＜第２実施形態＞
本実施形態は、ブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に属する上記第１実施形態をノンブラインド透かし方式に変更したものである。図示は省略したが、本実施形態における電子透かし情報の埋め込み装置は、上記第１実施形態における埋め込み装置１００において例えば埋め込み部１２０−１を省略し、埋め込み部１２０−０のみを帯域分割部１１０および帯域合成部１３０間に介挿した構成となっている。
【００５９】
図７は本実施形態における電子透かし情報の抽出装置２００Ａの構成を示すブロック図である。この抽出装置２００Ａは、上記第１実施形態における抽出装置２００に対し、帯域分割部２１０’を追加し、同抽出装置２００の絶対値検出部２２１−１、帯域分割部２２３−１および絶対値検出部２２４−１を絶対値検出部２２１−０’、帯域分割部２２３−０’および絶対値検出部２２４−０’に置き換えた構成となっている。なお、図７では、オフセット除去部２５２ａ以降の部分の図示が省略されている。
【００６０】
本実施形態において、電子透かし情報の埋め込まれたオーディオサンプル列ｘｐ’（ｎ）が帯域分割部２１０に供給されるのに同期し、電子透かし情報の埋め込まれていない元のオーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）が帯域分割部２１０’に供給される。帯域分割部２１０’は、元のオーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）の帯域分割を行い、帯域分割部２１０が出力する複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）と同じ帯域の複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）を出力する。そして、絶対値検出部２２１−０’、帯域分割部２２３−０’および絶対値検出部２２４−０’からなる部分は、絶対値検出部２２１−０、帯域分割部２２３−０および絶対値検出部２２４−０からなる部分が複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）に対して行う処理と全く同じ処理を複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）に対して行う。
【００６１】
この結果、既に第１実施形態において述べたように、絶対値検出部２２４−０からは、シンボルに応じた変調信号Ａｍ０による振幅変調が施された複素ウェーブレット係数の絶対値（１＋Ａｍ０）｜ｘ００（ω０）｜が出力される。一方、絶対値検出部２２４−０’からは、変調信号Ａｍ０による振幅変調が施されていない複素ウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ω０）｜が出力される。そして、除算器２５１では、絶対値検出部２２４−０の出力データ（１＋Ａｍ０）｜ｘ００（ω０）｜が絶対値検出部２２４−０’の出力データ｜ｘ００（ω０）｜によって除算され、除算結果（１＋Ａｍ０）が変調波形データとして出力される。この変調波形データからシンボルを抽出する処理の内容は上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
＜第３実施形態＞
上記第１実施形態では、オーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）の所定の帯域の複素スペクトラム係数の振幅シーケンスの概形を示す複素ウェーブレット係数に対し、シンボルに応じた変調信号を用いた振幅変調を施すことによりシンボルの埋め込みを行った。これに対し、本実施形態では、オーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）の所定の帯域の複素スペクトラム係数の振幅シーケンスの概形を示す複素ウェーブレット係数に対し、シンボルに応じた変調信号を用いた位相変調を施すことによりシンボルの埋め込みを行う。さらに詳述すると、本実施形態では、オーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）の隣接する２つの帯域の各複素スペクトラム係数の振幅シーケンスの各複素ウェーブレット係数が、電子透かし情報に応じた位相差を持つように位相変調を行う。
【００６３】
図８は本実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。この埋め込み装置１００Ｂにおいて、埋め込み部１２０−０Ｂおよび１２０−１Ｂは、上記第１実施形態の埋め込み装置１００の埋め込み部１２０−０および１２０−１の一部を変更した構成となっている。また、埋め込み装置１００Ｂでは、上記第１実施形態における変調信号生成部１４０が変調信号生成部１４０Ｂに置き換えられている。他の部分の構成は、基本的に上記第１実施形態の埋め込み装置１００と同様である。
【００６４】
埋め込み部１２０−０Ｂにおいて、偏角検出部１２５は、上記第１実施形態と同様、帯域分割部１２３から出力される各ウェーブレット係数の実数部および虚数部に基づき、各ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１の偏角Ａｒｇ（ｘ１）、Ａｒｇ（ｘ００）およびＡｒｇ（ｘ０１）を算出する。加算器１２５ａは、これらの偏角のうち例えば偏角Ａｒｇ（ｘ００）に変調信号生成部１４０Ｂから与えられる変調信号Δｐ０を加算する。
【００６５】
位相再結合部１２８ａは、絶対値検出部１２４から得られるウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００｜と加算器１２５ａから得られる位相変調済みの偏角Ａｒｇ（ｘ００）＋Δｐ０を再結合させて、複素ウェーブレット係数ｘ００に戻す。また、位相再結合部１２８ａは、絶対値検出部１２４から得られるウェーブレット係数の絶対値｜ｘ１｜を所定の量子化ステップで量子化し、この量子化後の絶対値に偏角検出部１２５から得られる偏角Ａｒｇ（ｘ１）を再結合させて、複素ウェーブレット係数ｘ１に戻す。また、位相再結合部１２８ａは、絶対値検出部１２４から得られるウェーブレット係数の絶対値｜ｘ０１｜を所定の量子化ステップで量子化し、この量子化後の絶対値に偏角検出部１２５から得られる偏角Ａｒｇ（ｘ０１）を再結合させて、複素ウェーブレット係数ｘ０１に戻す。このようにして得られる３種類の複素ウェーブレット係数ｘ１、ｘ００およびｘ０１が帯域合成部１２９（図１参照）の処理対象となる。
【００６６】
埋め込み部１２０−１Ｂは、埋め込み部１２０−０Ｂと同様な処理を帯域分割部１１０（図１参照）から得られる複素スペクトラム係数Ｘ（ω１）に施す。ただし、埋め込み部１２０−１Ｂの加算器１２５ａに相当するものには、埋め込み部１２０−０Ｂの加算器１２５ａに与えられる変調信号Δｐ０と協働してシンボルに応じた位相差を表現する変調信号Δｐ１が変調信号生成部１４０Ｂから供給される。
【００６７】
さらに詳述すると、変調信号生成部１４０Ｂは、上記第１実施形態の変調信号ｍ１およびｍ０と同様な相補対称な三角波の変調信号Δｐ１およびΔｐ０を出力するが、１周期分（１ビット分）の変調信号Δｐ１−Δｐ０が出力される間、変調信号の差分Δｐ１−Δｐ０は、−Ｒから＋Ｒまでの変化するようになっている（ただし、Ｒはπ以下の値）。その変化の態様は、電子透かし情報を示すシンボルがビット“０”であるかビット“１”であるかにより決定される。
【００６８】
図９は、本実施形態における電子透かし情報の抽出装置２００Ｂの構成を示すブロック図である。この抽出装置２００Ｂは、上記第１実施形態における抽出装置２００における帯域分割部２２３−１および２２３−０の後段の絶対値検出部２２４−１および２２４−０と除算器２５１を、偏角検出部２２５−１および２２５−０と減算器２５３に置き換えた構成となっている。
【００６９】
この構成において、絶対値検出部２２１−０、帯域分割部２２３−０および偏角検出部２２５−０からなる部分は、埋め込み装置１００Ｂの埋め込み部１２０−０Ｂ内の絶対値検出部１２１、帯域分割部１２３および偏角検出部１２５からなる部分と同様な役割を果たす部分である。すなわち、この部分は、帯域分割部２１０から得られる複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）の絶対値｜Ｘ（ω０）｜を求め、この絶対値｜Ｘ（ω０）｜の列に複素型離散ウェーブレット変換を施し、この結果得られる複素ウェーブレット係数の１つの偏角、すなわち、埋め込み装置１００Ｂにおいて変調信号Δｐ０による位相変調が施された偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω０））＋Δｐ０を算出する。同様に、絶対値検出部２２１−１、帯域分割部２２３−１および偏角検出部２２５−１からなる部分は、埋め込み装置１００Ｂの埋め込み部１２０−１Ｂ内の絶対値検出部１２１、帯域分割部１２３および偏角検出部１２５からなる部分と同様な役割を果たす部分である。すなわち、この部分は、埋め込み装置１００Ｂにおいて変調信号Δｐ１による位相変調が施された複素ウェーブレット係数の偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω１））＋Δｐ１を、帯域分割部２１０が出力する複素スペクトラム係数Ｘ（ω１）から算出する。
【００７０】
そして、減算器２５３は、この両偏角の差分｛Ａｒｇ（ｘ００（ω１））＋Δｐ１｝−｛Ａｒｇ（ｘ００（ω０））＋Δｐ０｝を算出する。ここで、偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω１））と偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω０））は隣接する帯域のものであるので両者は近似していると考えられる。従って、減算器２５３から得られる減算結果は、Δｐ１−Δｐ０に近い値となる。そして、正規化部２５２ｂ以降の部分により、この減算結果Δｐ１−Δｐ０から電子透かし情報を示すシンボルを抽出する処理が行われる。この処理の内容は、上記第１実施形態と基本的に同様なので説明を省略する。
【００７１】
＜第４実施形態＞
本実施形態は、ブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に属する上記第３実施形態をノンブラインド透かし方式に変更したものである。図示は省略したが、本実施形態における電子透かし情報の埋め込み装置は、上記第３実施形態における埋め込み装置１００Ｂにおいて例えば埋め込み部１２０−１Ｂを省略し、埋め込み部１２０−０Ｂのみを帯域分割部１１０および帯域合成部１３０間に介挿した構成となっている。また、埋め込み部１２０−０Ｂが位相変調に用いる変調信号Δｐ０は、電子透かし情報を示すシンボルに応じた位相で−Ｒから＋Ｒ（Ｒはπ以下の値）まで変化する三角波となっている。
【００７２】
図１０は本実施形態における電子透かし情報の抽出装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。この抽出装置２００Ｃは、上記第３実施形態における抽出装置２００Ｂに対し、帯域分割部２１０’を追加し、同抽出装置２００Ｂの絶対値検出部２２１−１、帯域分割部２２３−１および偏角検出部２２５−１を絶対値検出部２２１−０’、帯域分割部２２３−０’および偏角検出部２２５−０’に置き換えた構成となっている。なお、図１０では、オフセット除去部２５２ａ以降の部分の図示が省略されている。
【００７３】
上記第２実施形態と同様、本実施形態においても、電子透かし情報の埋め込まれたオーディオサンプル列ｘｐ’（ｎ）が帯域分割部２１０に供給されるのに同期し、電子透かし情報の埋め込まれていない元のオーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）が帯域分割部２１０’に供給される。帯域分割部２１０’は、元のオーディオサンプル列ｘｐ（ｎ）の帯域分割を行い、帯域分割部２１０が出力する複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）と同じ帯域の複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）を出力する。そして、絶対値検出部２２１−０’、帯域分割部２２３−０’および偏角検出部２２５−０’からなる部分は、絶対値検出部２２１−０、帯域分割部２２３−０および偏角検出部２２５−０からなる部分が複素スペクトラム係数Ｘ’（ω０）に対して行う処理と全く同じ処理を複素スペクトラム係数Ｘ（ω０）に対して行う。
【００７４】
この結果、既に第３実施形態において述べたように、偏角検出部２２５−０からは、電子透かし情報に応じた変調信号Δｐ０による位相変調が施された複素ウェーブレット係数の偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω０））＋Δｐ０が出力される。一方、偏角検出部２２５−０’からは、変調信号Δｐ０による位相変調が施されていない複素ウェーブレット係数の偏角Ａｒｇ（ｘ００（ω０））が出力される。そして、減算器２５３では、偏角検出部２２５−０の出力データＡｒｇ（ｘ００（ω０））＋Δｐ０から偏角検出部２２５−０’の出力データＡｒｇ（ｘ００（ω０））が減算され、減算結果Δｐ０が変調波形データとして出力される。この変調波形データから電子透かし情報を示すシンボルを抽出する処理の内容は上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
＜第５実施形態＞
図１１はこの発明の第５実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置１００Ｄの構成を示すブロック図である。本実施形態は、上記第１実施形態において、前掲図６（ｂ）の例のように埋め込み先帯域キャリア信号の帯域に依存させて、それらに適用する変調信号の変調強度を決定するための手段に特徴を有するものである。本実施形態による埋め込み装置１００Ｄは、上記第１実施形態による埋め込み装置１００に対してエネルギー検出部１５０を追加した構成となっている。このエネルギー検出部１５０は、帯域分割部１１０の後段の複数の埋め込み部１２０−０、１２０−１、…から、各々が処理する埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分を示す情報を各々取得する。具体的には、各埋め込み部の帯域分割部１２３が例えばレベル２までの複素ウェーブレット変換（図４参照）を行うものである場合、エネルギー検出部１５０は、各埋め込み部の絶対値検出部１２４が出力するウェーブレット係数の絶対値｜ｘ００（ωｉ）｜（ｉ＝０、１、…）を取得する。
【００７６】
そして、エネルギー検出部１５０は、同一の変調強度を適用する埋め込み先帯域の各グループｂｇについて、次式に示す指標Ｅ（ｂｇ）を算出する。ここで、各グループｂｇは、同一のシンボルを埋め込む埋め込み先帯域のペアを１または複数有する。全埋め込み先帯域をどのようにして複数のグループｂｇに分けるかについては、各種の方法が考えられるが、例えば人間の心理聴覚モデルを考慮し、全埋め込み先帯域を１／３オクターブ間隔で区切って、複数のグループｂｇを構成するという方法が考えられる。
【数１３】
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【００７７】
上記式（１３）において、ｘ００（ωｂｂ、ｋ）（ｋ＝０〜（Ｌｍ−１））は、角周波数ωｂｂの帯域ｂｂの埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスから得られる１シンボルフレーム分（Ｌｍ＝Ｌ／４個）の複素ウェーブレット係数の絶対値である。そして、上記式（１３）の分母は、埋め込み装置１００Ｄにおいてシンボルの埋め込みに用いる埋め込み先帯域群ａｌｌｂｇに属する全ての埋め込み先帯域ｂｂについて、１シンボルフレーム分（Ｌｍ＝Ｌ／４個）の複素ウェーブレット係数の絶対値の２乗和を加算したもの、すなわち、１シンボルフレームの期間内における全ての埋め込み先帯域キャリア信号の低域成分のエネルギーの総和に相当する値となる。また、上記式（１３）の分子は、特定の埋め込み先帯域グループｂｇに属する各埋め込み先帯域ｂｂについて、１シンボルフレーム分（Ｌｍ＝Ｌ／４個）の複素ウェーブレット係数の絶対値の２乗和を加算したもの、すなわち、１シンボルフレームの期間内における当該埋め込み先帯域グループｂｇの各埋め込み先帯域キャリア信号の低域成分のエネルギーの総和に相当する値となる。
【００７８】
エネルギー検出部１５０は、このようにして埋め込み先帯域の各グループｂｇ毎に算出した指標Ｅ（ｂｇ）を変調信号生成部１４０に送る。変調信号生成部１４０は、この埋め込み先帯域の各グループｂｇに対応した指標Ｅ（ｂｇ）に基づき、指標Ｅ（ｂｇ）の大きなもの程、変調強度Ａが小さくなるように、各グループの埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分の振幅変調に用いる各変調信号の変調強度Ａを決定する。一例として、埋め込み先帯域の全グループを通じてのＥ（ｂｇ）の最大値がｍａｘ（Ｅ（ｂｇ））、最小値がｍｉｎ（Ｅ（ｂｇ））、Ｅ（ｂｇ）が最大であるグループに割り当てる変調強度をＡｍｉｎ、Ｅ（ｂｇ）が最小であるグループに割り当てる変調強度をＡｍａｘとした場合に、埋め込み先帯域の各グループｂｇに対する変調強度Ａ（ｂｇ）は次式に従って算出される。
【数１４】
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【数１５】
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【００７９】
本実施形態では、エネルギー検出部１５０は、１シンボルフレーム毎に、各埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分のエネルギーの相対値である指標Ｅ（ｂｇ）を算出する。そして、変調信号生成部１４０は、これらの各指標Ｅ（ｂｇ）から埋め込み先帯域の各グループｂｇに適用する各変調強度Ａ（ｂｇ）を演算し、各グループｂｇ毎に、埋め込み対象のシンボルを示す±１の変調信号に変調強度Ａ（ｂｇ）を乗算して出力するのである。
【００８０】
ここで、あるシンボルフレームにおける埋め込み先帯域キャリア信号の振幅シーケンスの低域成分（Ｌｍ個の複素ウェーブレット係数）に適用する変調強度Ａを得るためには、そのシンボルフレームにおけるＬｍ個の複素ウェーブレット係数が帯域分割部１２３から得られるのを待たねばならない。このため、本実施形態では、帯域分割部１２３があるシンボルフレームの複素ウェーブレット係数を演算しているとき、変調信号生成部１４０は、その直前のシンボルフレームの複素ウェーブレット係数から算出された変調強度を用いて変調信号を発生し、乗算器１２６および加算器１２７は当該直前のシンボルフレームの複素ウェーブレット係数の絶対値についての振幅変調を行うようにしている。
【００８１】
シンボルフレーム単位で変調信号の変調強度Ａを切り換える場合、埋め込み先帯域の各グループｂｇの低域成分のエネルギー分布に急激な変化が発生すると、その影響により、各グループに適用する変調強度Ａ（ｂｇ）に急激な変化が発生することとなって好ましくない。そこで、好ましい態様では、各シンボルフレーム毎に算出される各グループｂｇに対応した変調強度Ａ（ｂｇ）をそのまま変調処理に適用するのではなく、変調強度Ａ（ｂｇ）にＬＰＦ処理を施して、変調強度Ａ（ｂｇ）の急激な変化を緩和した上で変調処理に用いるようにしている。
【００８２】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。まず、各埋め込み先帯域キャリア信号を比較した場合、スペクトルエネルギーの大きい埋め込み先帯域キャリア信号は、シンボルの埋め込み時の変調強度を大きくすると、帯域合成時にキャリア信号に残存するイメージング成分が多くなり、これが音質劣化の原因となるので好ましくない。一方、スペクトルエネルギーの小さい埋め込み先帯域キャリア信号は、シンボルを埋め込みに伴う音質への影響は小さいが、伝送時の雑音などの外乱に対して頑健でないので、シンボル埋め込み時の変調強度を大きくして頑健性を高める必要がある。本実施形態によれば、振幅シーケンスの低域成分のエネルギーが大きい埋め込み先帯域キャリア信号には小さな変調強度が適用され、振幅シーケンスの低域成分のエネルギーが小さい埋め込み先帯域キャリア信号には大きな変調強度が適用されるため、全埋め込み先帯域について、シンボル埋め込みに伴う音質の劣化の抑制と、埋め込んだシンボルの外乱に対する頑健性の向上の両方を実現することができる。また、本実施形態によれば、シンボルフレーム単位で、埋め込み先帯域の各グループｂｇについて最適な変調強度Ａ（ｂｇ）を演算し、振幅変調に用いる変調強度Ａ（ｂｇ）を更新するので、キャリア信号のパワースペクトル分布が時々刻々と変化する状況においても、シンボル列を埋め込む全区間について、シンボル埋め込みに伴う音質の劣化の抑制と、埋め込んだシンボルの外乱に対する頑健性の向上の両方を実現することができる。
【００８３】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第５実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００８４】
（１）ブラインド透かし方式に対応した各実施形態では、帯域の隣接した２個の帯域キャリア信号を同一シンボルを埋め込む埋め込み先帯域キャリア信号としたが、２個の埋め込み先帯域キャリア信号は、必ずしも隣接する帯域のものでなくてもよい。
【００８５】
（２）上記実施形態において、１個のシンボルは、２値を表すビットであったが、１つのシンボルを表す変調波形を３種類以上用意し、１シンボル当たり３値以上を表すシンボルを埋め込み先帯域キャリア信号に埋め込んでもよい。
【００８６】
（３）上記実施形態では、埋め込み先帯域キャリア信号またはそのペアを複数使用し、各々に電子透かし情報のシンボルを分散させて埋め込んだ。しかし、このように複数の埋め込み先帯域キャリア信号またはそのペアの全てをシンボルの埋め込みに使用するのではなく、シンボルの埋め込み先の候補となる埋め込み先帯域キャリア信号またはそのペアを複数用意しておき、それらの候補の中から１つの埋め込み先帯域キャリア信号またはそのペアを所定のルール（抽出装置との間で合意されたルール）に従って選択し、シンボルの埋め込みに用いるようにしてもよい。その場合において、シンボルを示す２相の変調信号の周波数または振幅を、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に例示するように、埋め込み先として選択した埋め込み先帯域キャリア信号またはそのペアの帯域に依存させて変化させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の第１実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態による電子透かし情報の抽出装置２００の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における埋め込み装置１００の帯域分割部１１０の処理内容を示す図である。
【図４】同実施形態における帯域分割部１２３による複素型離散ウェーブレット変換の処理内容を示す図である。
【図５】同実施形態において変調信号Ａｍ０およびＡｍ１とこれらを用いた振幅変調の対象とのタイミング関係を説明するとともに、埋め込み対象である電子透かし情報のシンボルｂと変調信号Ａｍ０およびＡｍ１との関係を説明するタイムチャートである。
【図６】同実施形態において変調信号生成部１４０が発生する変調信号の例を示す波形図である。
【図７】この発明の第２実施形態による電子透かし情報の抽出装置２００Ａの構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第３実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。
【図９】同実施形態による電子透かし情報の抽出装置２００Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第４実施形態による電子透かし情報の抽出装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第５実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置１００Ｄの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００，１００Ｂ，１００Ｄ……埋め込み装置、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ……抽出装置、１１０，２１０，２１０’……帯域分割部、１２０−０，１２０−１，１２０−０Ｂ，１２０−１Ｂ……埋め込み部、１２１，１２４，２２１−０，２２１−１，２２４−０，２２４−１，２２１−０’，２２４−０’……絶対値検出部、１２２，１２５，２２５−０，２２５−１，２２５−０’……偏角検出部、１２８ａ，１２８ｂ……位相再結合部、１２３，２２３−０，２２３−１，２２３−０’……帯域分割部、１２９……帯域合成部、１４０，１４０Ｂ……変調信号生成部、１２６……乗算器、１２７，１２５ａ……加算器、２５１……除算器、２５２ａ……オフセット除去部、２５２ｂ……正規化部、２６０……電子透かし情報抽出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010039439.tif 000024
【図８】
2010039439.tif 000025
【図９】
2010039439.tif 000026
【図１０】
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【図１１】
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